Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải nhẹ thiết kế chế tạo tại Việt Nam

Mục tiêu nghiên cứu đề tài là xác định lượng mòn theo khối lượng của các bánh răng hộp số dùng cho xe tải nhẹ, làm cơ sở cho việc xác định độ bền lâu và chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa hộp số ô tô chế tạo trong nước. Xác định hệ số mòn k thực nghiệm để lựa chọn thông số đầu vào và hoàn thiện mô hình lý thuyết khi tính toán lượng mòn theo khối lượng của các bánh răng hộp số ô tô xe tải nhẹ thiết kế chế tạo tại Việt Nam.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

**********

NGHIÊN CỨU MÀI MÒN CÁC BÁNH RĂNG HỘP SỐ

XE TẢI NHẸ THIẾT KẾ CHẾ TẠO TẠI VIỆT NAM

HÀ N ỘI - 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

**********

NGHIÊN CỨU MÀI MÒN CÁC BÁNH RĂNG HỘP SỐ

XE TẢI NHẸ THIẾT KẾ CHẾ TẠO TẠI VIỆT NAM

có thể đưa đón khách đến tận nhà, giao hàng tận nơi tập kết, đưa hàng đến tận chân công trình… với chi phí phù hợp nhu cầu của người sử dụng Ngày nay, do

đô thị được mở rộng, phát triển mạnh, nhu cầu vận chuyển hành khách, hàng hoá tăng, mật độ vận chuyển lớn Do vậy, vận chuyển bằng ô tô lại càng có ưu thế lớn

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã không ngừng phát triển và đã khẳng định được vị thế của mình trong nền kinh tế đất nước Để thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô phát triển, đáp ứng nhu cầu sử dụng, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020 theo hướng tăng tỉ lệ nội địa hoá các sản phẩm ô tô lắp ráp, chế tạo trong nước

Thực hiện mục tiêu nội địa hoá của Chính phủ đề ra, một số cơ sở trong nước đã và đang tiến hành nghiên cứu, thiết kế chế tạo các chi tiết, cụm tổng thành

ô tô Việc kiểm nghiệm, đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các sản phẩm mới chế tạo là một trong những vấn đề đang được nhiều nhà khoa học quan tâm

Tại Việt Nam tới thời điểm này chưa có nhà máy, hay cơ sản xuất nào chế tạo hoàn chỉnh cụm hộp số ô tô tải Để sản xuất được hoàn chỉnh hộp số, sau chế tạo cần phải được đánh giá với nhiều chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau như: hiệu suất, mức độ hao mòn các chi tiết bên trong của hộp số theo thời gian, độ bền lâu của

hộp số, độ rung ồn v.v Đề tài:“Nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải

nhẹ thiết kế chế tạo tại Việt Nam” góp phần giải quyết các yêu cầu trên đây của

thực tiễn

Mục đích nghiên cứu:

- Xác định lượng mòn theo khối lượng của các bánh răng hộp số dùng cho

xe tải nhẹ, làm cơ sở cho việc xác định độ bền lâu và chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa hộp số ô tô chế tạo trong nước

- Xác định hệ số mòn k thực nghiệm để lựa chọn thông số đầu vào và hoàn

thiện mô hình lý thuyết khi tính toán lượng mòn theo khối lượng của các bánh răng hộp số ô tô xe tải nhẹ thiết kế chế tạo tại Việt Nam

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu:

Luận án tập trung nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải ba tấn chế tạo tại Việt Nam, sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước, mã số KC.05.32

Phạm vi nghiên cứu là xác định lượng mòn theo khối lượng của các bánh răng hộp số ô tô theo thời gian, tốc độ và phụ tải

Phương pháp nghiên cứu:

- Ứng dụng mô hình tính toán lượng mòn theo khối lượng của J.F Archard

để thiết lập biểu thức xác định lượng mòn của các cặp bánh răng ăn khớp

- Xác định hệ số mòn k thực nghiệm khi tiến hành thử hộp số trên băng thử

để lựa chọn thông số đầu vào và hoàn thiện mô hình lý thuyết tính toán lượng mòn bánh răng hộp số ô tô chế tạo trong nước

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:

- Việc nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số là một vấn đề mới, phức tạp và có nhiều hướng nghiên cứu khác nhau Luận án nghiên cứu ứng dụng mô hình J.F Archard để thiết lập biểu thức xác định lượng mòn của các bánh răng theo thời gian, tốc độ và phụ tải khi thay đổi các tay số của hộp số trên cơ sở xây dựng và giải các phương trình xác định quãng đường ma sát và lực pháp tuyến trên sườn răng

- Các kết quả nghiên cứu của luận án có thể được sử dụng để đánh giá độ bền lâu của các cặp bánh răng ăn khớp hộp số ô tô chế tạo tại Việt Nam

Bố cục luận án:

♣ Mở đầu

♣ Chương 1: Tổng quan

♣ Chương 2: Cơ sở khoa học nghiên cứu mài mòn bánh răng hộp số ô tô

♣ Chương 3: Tính toán lượng mòn các bánh răng trong hộp số ôtô

♣ Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm

♣ Kết luận và kiến nghị

Luận án được hoàn thành tại Bộ môn ô tô và xe chuyên dụng, trường Đại học Bách khoa Hà nội Phòng thí nghiệm hộp số ô tô do nhóm nghiên cứu sinh xây dựng tại trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long Sự hợp tác tạo điều kiện về thiết bị xử lý mẫu dầu thí nghiệm của Viện Hoá học Công nghiệp Việt Nam Trung tâm Phát triển Công nghệ ô tô Việt Nam, nhà máy Ô tô MeKong Cổ Loa hỗ trợ, tạo điều kiện sử dụng hộp số ô tô sản xuất tại Việt Nam, sản phẩm của

đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp nhà nước, mã số KC.05.32 trong quá trình nghiên cứu

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan ngành công nghiệp ô tô Việt Nam và chương trình nội địa hoá

Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam được hình thành và phát triển từ những năm 1990 với một số liên doanh có vốn đầu tư nước ngoài, năm 2000 Chính phủ cho phép các doanh nghiệp đầu tư trong nước được thành lập doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp dòng xe bus, xe thông dụng để phục vụ ngành kinh tế nước nhà Trong thời gian qua, cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước, ngành công nghiệp sản xuất lắp ráp ô tô Việt Nam đã bổ sung tốt cho nhu cầu vận chuyển hàng hoá và con người đi lại giữa các vùng trong cả nước

Các Quyết định 175/2002/QĐ-TTg CP và 177/2004/QĐ-TTg CP đã đặt nền móng cho sự phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam Hơn 40 doanh nghiệp đầu tư sản xuất lắp ráp ô tô trên toàn quốc đến nay đã đạt được những thành tựu đáng kể, hàng năm sản xuất, lắp ráp trên 100.000 xe các loại, tiết kiệm hàng tỉ USD nhập khẩu Ngành công nghiệp ô tô ngày càng được khẳng định vị trí quan trọng trong nền kinh tế nước nhà, được thể hiện rõ nét thông qua một số lĩnh vực như: Giao thông đường bộ, công nghiệp sản xuất và tiêu thụ ô tô hàng năm

Vai trò của ngành công nghiệp ô tô luôn được khẳng định do đóng vai trò then chốt trong ngành vận tải đường bộ, tỷ trọng vận tải giữa các loại đường: Đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không, được thể hiện thông qua

bảng 1.1 và 1.2

Qua các bảng 1.1 và 1.2 cho thấy, vai trò giao thông vận tải đường bộ là rất

to lớn so với vận tải đường sắt, đường sông, đường biển và đường hàng không, hàng năm vận chuyển hàng triệu tấn hàng hoá và nhiều triệu lượt hành khách Theo dự báo, trong nhiều năm nữa ở Việt Nam cũng chưa có loại phương tiện giao thông đường bộ nào thay thế được vai trò vận tải bằng ô tô

Bảng 1.1 Khối lượng hành khách vận chuyển phân theo ngành vận tải

Đường

sông

Đường hàng

Số lượng ô tô được sản xuất, lắp ráp và tiêu thụ hàng năm ở Việt Nam

được thể hiện trong bảng 1.3

Bảng1.3 Số liệu tổng hợp ô tô trong toàn quốc qua các năm

Nguồn: Cục Đăng kiểm Việt Nam

Quyết định số 186/2002/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ký ngày 26/12/2002 về phê duyệt Chiến lược phát triển ngành Cơ khí Việt Nam đến năm

2010, tầm nhìn tới 2020 đã chỉ rõ mục tiêu, định hướng cho cơ khí ô tô Việt Nam

Với mục tiêu: Phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam trên cơ sở tiếp thu và

ứng dụng công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp với khai thác, từng bước nâng cao công nghệ và thiết bị hiện có, đáp ứng phần lớn nhu cầu thị trường ô tô trong nước, hướng tới xuất khẩu ô tô và phụ tùng

Qua những số liệu đã nghiên cứu cho thấy, giai đoạn 2000-2010 ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã không ngừng phát triển và khẳng định được vị thế của mình trong nền kinh tế nước nhà Vấn đề nội địa hoá được xác định rõ ràng đối với các sản phẩm cơ khí ô tô, chủ yếu được tập trung vào các loại xe thông dụng, trong đó sản phẩm đứng đầu là hộp số Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo hộp số ô tô tải nhẹ tại Việt Nam là vấn đề có ý nghĩa thiết thực trong giai đoạn hiện nay

1.2 Tổng quan hộp số ô tô tải chế tạo tại Việt Nam

1.2.1 Một số vấn đề chế tạo hộp số ô tô tại Việt Nam

Năm 2006 trong chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước đã nghiên

cứu, thiết kế và chế tạo hoàn thiện hộp số cơ khí sử dụng cho xe tải nhẹ, có tải trọng 3 tấn Kết quả nghiên cứu này đã làm cơ sở cho việc chế tạo nội địa hoá các chi tiết ô tô theo Chiến lược nội địa hoá của Chính phủ Một số vấn đề cơ bản của chương trình nghiên cứu như sau:

* Mục tiêu: Thiết kế, lập quy trình công nghệ chế tạo hộp số ô tô tải ba tấn,

đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng, đạt các chỉ tiêu kỹ thuật tương đương với chỉ tiêu của một số nước trong khu vực

* Thực hiện: Từng bước chế tạo linh kiện phấn đấu đạt 40% tỷ lệ nội địa

hoá hộp số, trong đó có các bánh răng và vỏ hộp số đã được nghiên cứu chế tạo trong nước Công nghệ chế tạo hộp số được triển khai gồm 12 quy trình, trong đó

có thử động lực học hộp số và thử bền Tiêu chuẩn chất lượng hộp số được xác nhận từ nhà sản xuất, cơ quan Đăng kiểm Việt Nam công nhận về xuất xứ sản phẩm lắp ráp trong nước đủ điều kiện và tiêu chuẩn lắp lên xe

* Vấn đề về công nghệ: Hoàn thiện thiết kế có khả năng áp dụng

CAD/CAM trong gia công trên máy CNC; Công nghệ tạo phôi bánh răng, trục; Công nghệ đúc vỏ mỏng; Công nghệ gia công trên máy CNC và nhiệt luyện; Công nghệ lắp ráp trên dây chuyền chuyên dụng có thể lắp ráp theo loạt lớn; Công nghệ kiểm tra các chỉ tiêu hộp số

* Các bước công nghệ chế tạo chi tiết:

1 Quy trình công nghệ chế tạo: Trên cơ sở thiết kế, quy trình công nghệ

của hộp số xe tải nhẹ được chính xác hoá, hoàn thiện nhờ sử dụng những phần mềm hiện đại, với những thông số xác thực để sản xuất và chế tạo trên các máy chuyên dùng, tính toán tối ưu hoàn thiện thiết kế

2 Về vật liệu: Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ bền, nhiệt luyện, điều

kiện gia công và phù hợp với khả năng cung cấp của thị trường trong nước, giá thành hợp lý

3 Tạo phôi: Hoàn thiện rèn phôi bánh răng và đúc vỏ hộp số

4 Kiểm tra phôi: Trước khi đưa đi cắt răng tạo hình trên máy CNC các

phôi được kiểm tra về mác thép, thành phần vật liệu, chất lượng phôi

5 Gia công bánh răng: Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để chế tạo gia

công các bánh răng

6 Cà răng: Để đạt được cấp chính xác yêu cầu nhằm giảm độ ồn, tăng hiệu

suất của bộ truyền, sử dụng bước công nghệ cà răng sau khi gia công cắt răng, trước khi nhiệt luyện

7 Nhiệt luyện: Sử dụng hệ thống thiết bị nhiệt luyện điều khiển tự động,

ứng dụng phương pháp chống biến dạng với công nghệ mới

8 Sửa kiểm tra bánh răng và cặp bánh răng: Việc sửa kiểm tra các bánh

răng sau nhiệt luyện được thực hiện đối với từng bánh răng và cặp răng trên các dụng cụ chuyên dùng

9 Thử tĩnh: Thực hiện trên máy thử tĩnh chuyên dùng, kiểm tra những cặp

bánh răng đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa vào lắp ráp và thực hiện các công đoạn tiếp theo

10 Lắp ráp hộp số: Công nghệ lắp ráp hộp số sẽ được thực hiện trên băng

chuyền đồng bộ, chuyên dùng

11 Thử nghiệm động: Đây là các thông số đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật của

hộp số, quy trình công nghệ thử nghiệm được xây dựng để xác định các thông số hiệu suất, ồn rung

12 Thử nghiệm bền: Đây là các thông số đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật và kinh

tế trong chế tạo hộp số Thử nghiệm bền phá huỷ trên từng chi tiết và kiểm tra theo tỷ lệ, đánh giá theo phương pháp thống kê đối với loạt sản phẩm Thử nghiệm bền lâu được thực hiện trên thiết bị riêng có sự ảnh hưởng của chế độ tải, được sử dụng lý thuyết ma sát học, bôi trơn và lý thuyết về chẩn đoán để nghiên cứu Tại các dây chuyền chế tạo hộp số của những nhà máy lớn ở nước ngoài, bước công nghệ thử nghiệm bền lâu là một bước công nghệ quan trọng của quy trình sản xuất, đối với mỗi loạt sản phẩm hộp số sẽ được lấy xác suất theo tỷ lệ của loạt quy định, không tháo ra mà được đặt lên bệ thử cho chạy theo chỉ số độ bền lâu tính toán và xác định bằng thực nghiệm độ mòn, đưa ra kết quả chẩn đoán đánh giá chất lượng của sản phẩm trong quá trình sản xuất

Hộp số xe tải nhẹ sản xuất tại Việt Nam được đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước KC.05.32 thực hiện: Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ

cơ khí chế tạo máy Nghiên cứu sinh đã thực hiện chuyên đề: “Nghiên cứu mài

mòn của các bánh răng để đánh giá chỉ tiêu chất lượng của hộp số”

1.2.2 Tổng quan hộp số xe tải nhẹ chế tạo tại Việt Nam

Hộp số ô tô tải nhẹ, tải trọng 3 tấn được thiết kế chế tạo tại Việt Nam, có 5

số tiến và một số lùi, phía trước có lắp hộp cấp số liền với hộp số, hộp cấp số gồm hai cấp: Cấp nhanh và cấp chậm

Tỉ số truyền hộp số ở các tay số như sau:

Cấp chậm: i1=11.4; i2= 6.72; i3= 3.82; i4 = 2.40; i5 = 1.56; iL = 11.94 Cấp nhanh: i1= 7.31; i2= 4.31; i3= 2.45; i4= 1.58; i5= 1.00; iL= 7.66 Trong hộp số sử dụng 9 cặp bánh răng nghiêng, dạng răng thân khai, luôn luôn ăn khớp khi hộp số hoạt động, 7 ổ bi cầu được lắp ở các đầu trục để đỡ các trục và các ổ bi kim được lắp trong các bánh răng quay lồng không trên trục, hộp

số chính có sử dụng hai bộ đồng tốc, một ống gài tốc độ và hộp cấp số có một ống gài chuyển số cấp nhanh chậm

Kết cấu bên trong hộp số xe tải 3 tấn chế tạo tại Việt Nam, hình 1.1

Hình 1.1 Kết cấu bên trong hộp số xe tải 3 tấn

chế tạo tại Việt Nam

Quá trình tính toán thiết kế, chế tạo các chi tiết của hộp số xe tải 3 tấn trong nước theo mẫu hộp số xe ô tô Zil-5301 của hãng AMO Zil Cộng hoà Liên Bang Nga, với các yêu cầu kỹ thuật cụ thể về vật liệu chế tạo, điều kiện nhiệt luyện và giới hạn mòn cho phép trong sử dụng Vì vật liệu chế tạo các bánh răng của Nga là thép hợp kim 25XΓT, nhiệt luyện thấm Ni tơ với chiều sâu 0.5 – 0.8 mm, bề mặt sườn răng có độ cứng 61 – 66 HRC, độ cứng phần lõi 37 – 46 HRC Chi tiết trục được chế tạo bằng thép 25XΓM, thấm Ni tơ với chiều sâu 0.8 – 1.1 mm, bề mặt sườn răng có độ cứng 58 – 61 HRC, độ cứng phần lõi 35 – 45 HRC Các điều kiện

kỹ thuật này hiện tại ở Việt Nam chưa thể đáp ứng được: (1) Về tính kinh tế thì loại vật liệu trên không phổ biến trên thị trường mà phải dùng mác SCr420H của Nhật Bản (tương đương với mác thép 18XΓT) có chỉ tiêu độ bền thấp hơn; (2) Theo điều kiện công nghệ thực tế thì các thiết bị trong nước không thể nhiệt luyện đạt các yêu cầu của chính hãng được Vì vậy, ta cần phải tính toán xác định thời gian làm việc của các bánh răng, sao cho phù hợp với điều kiện cung cấp vật liệu

và điều kiện sử dụng hộp số

Thành phần vật liệu chế tạo các cụm, chi tiết: bánh răng, ống gài số, càng

gạt, trục, ổ bi của hộp số xe tải 3 tấn chế tạo trong nước, bảng 1.4

Bảng1.4 Thành phần vật liệu chế tạo các chi tiết của hộp số trong nước

TT Tên chi tiết Vật liệu Fe % Cu % Cr % Mn % Si % S % C % Ni %

0.25- 0.35

0.15 0.025

- 1.10 -

0.98-Hộp số Zil-5301 của hãng AMO Zil do Nga chế tạo đã sử dụng vật liệu chế tạo các cụm chi tiết: bánh răng, ống gài số, càng gạt, trục, đồng tốc, ổ bi, vỏ hộp

số, bảng 1.5

Bảng1.5 Vật liệu chế tạo các chi tiết hộp số Zil-5301 của Nga [55]

Đối với các bánh răng hộp số chế tạo trong nước, quá trình tính toán sức bền truyền động bánh răng trụ thân khai của hộp khi thiết kế chế tạo theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 4364 – 36 Việc đánh giá chỉ tiêu thời gian làm việc ổn định (tuổi thọ) của các chi tiết trong hộp số, ta có thể xác định thông qua thực tế

sử dụng hoặc bằng thực nghiệm

Hộp số chế tạo trong nước sử dụng dầu bôi trơn của hệ thống truyền lực xe

ô tô, loại dầu SAE với nhãn hiệu Gear oil SAE90, lượng dầu bôi trơn đầy đủ theo mức quy định để hộp số khi làm việc là 7 lít

1.3 Đặc trưng hư hỏng các chi tiết của hộp số xe tải nhẹ

Đối với hộp số ô tô tải nhẹ, đặc trưng hư hỏng các chi tiết được xác định thông qua quá trình làm việc của các cơ cấu và bộ phận:

Nạng gài số: Nạng gài số rất mỏng phải chịu lực đẩy khi gài số, do vậy dễ

bị mòn và cong vênh khi ra vào số

Cơ cấu định vị, khóa hãm: Sau thời gian dài sử dụng, các cơ cấu định vị

khóa hãm bị mòn, lò xo tỳ giảm tính đàn hồi, làm sai lệch vị trí lắp ráp có thể dẫn

tới hiện tượng tự nhảy số

Bộ đồng tốc: Chi tiết quan trọng và hay hư hỏng trong đồng tốc là vành ma

sát, các chốt khóa và bề mặt khóa Vành ma sát có nhiệm vụ truyền năng lượng quán tính của ô tô qua phần bị gài sang phần gài hay ngược lại, năng lượng truyền lớn lại hay làm việc, do vậy dễ bị mòn Các chốt khóa và bề mặt khóa tạo nên cơ cấu tự động khóa và mở khóa, luôn phải làm việc trong điều kiện tải trọng lớn và

có khả năng di trượt, do vậy hay bị mòn hỏng

Trục của hộp số: Đối với các trục của hộp số hư hỏng thường gặp là mòn

cổ trục chỗ lắp ống lót, làm tăng khe hở lắp ghép, phát sinh tiếng va đập khi hoạt động Trong hộp số ô tô các bánh răng thông thường được ghép trên trục qua mối ghép then, then hoa Các mối ghép then hoa trong quá trình sử dụng, khe hở này cũng lớn dần lên do mòn theo thời gian nhưng với tốc độ rất chậm

Ổ lăn: Trong quá trình sử dụng thường xảy ra hao mòn làm gia tăng khe hở

trong ổ Khe hở hướng tâm của ổ lăn cho phép (0,006÷0,02)mm tùy theo đường kính trục Khe hở chiều trục cho phép (0,07÷0,12)mm đối với ổ đỡ, (0,012÷0,03)mm đối với các ổ lăn côn và (0,04÷0,1)mm đối với ổ chặn

Bộ truyền bánh răng: Các bộ truyền bánh răng làm việc trong điều kiện tải

trọng tương đối lớn, không ổn định, sau một thời gian làm việc do hao mòn bề mặt sườn răng, khe hở bên lớn lên tiếng ồn tăng và xuất hiện các tiếng gõ Ngoài ra, mặt đầu răng bị sứt, mẻ, sườn răng bị tróc rỗ do lực va đập hoặc chế độ tải quá lớn Khe hở bên cho phép của các bề mặt răng ăn khớp nằm trong giới hạn (0,1÷ 0,4)mm tùy thuộc vào mô đun răng từ (2÷8)mm và độ dịch chuyển đường tâm trục nhỏ hơn 0,03 mô đun bánh răng

Vỏ hộp số: Có một số dạng hỏng như: mòn lỗ lắp ổ bi do gia công chế tạo

lỗ chưa đúng tiêu chuẩn; bị rạn nứt, thủng trên vỏ hộp số do quá tải hoặc do bị va đập

a) b) c) Hình 1.2 Dạng hư hỏng của bánh răng hộp số ô tô a- Sứt mẻ răng; b- Mòn sườn răng; c- Vết rỗ trên sườn răng

Nguyên nhân chủ yếu gây nên các dạng hư hỏng chi tiết trong hộp số ô tô tải nhẹ, được chia ra làm 3 nhóm chính:

• Hư hỏng do hao mòn: mòn đều, mòn không đều sinh ra ô van và độ côn, các vết xước nhỏ và các vết xây xát Dạng hư hỏng này có liên quan với ma sát

• Hư hỏng do tác động cơ học: nứt, thủng, xước thành rãnh, tróc, gẫy Biến dạng lớn do tác động cơ học gây nên cong, vênh, xoắn

• Hư hỏng do tác động hoá nhiệt: ăn mòn, bị rỗ, bị biến dạng do nhiệt

Một số dạng hỏng chi tiết hộp số ô tô và nguyên nhân, bảng 1.6

Bảng 1.6 Dạng hỏng của các chi tiết hộp số ô tô

Thống kê nguyên nhân của các dạng hỏng ở bảng 1.6 cho thấy, có ba

nguyên nhân chính dẫn đến dạng hỏng các chi tiết của hộp số Trong đó, các nguyên nhân do tác động cơ học và nhiệt dẫn đến chi tiết của hộp số bị cong, kẹt, rạn, nứt, gẫy chiếm 26,92%, nguyên nhân do hao mòn các chi tiết trong hộp số dẫn đến hỏng hộp số chiếm tỷ lệ cao 73,08% Như vậy, hộp số ô tô tải nhẹ hư hỏng chủ yếu là do các chi tiết bên trong hộp số bị hao mòn gây nên

Đối với hộp số xe tải nhẹ được nghiên cứu thì chỉ có các bánh răng và vỏ hộp số được thiết kế chế tạo trong nước Khi nghiên cứu về dạng hỏng của bánh răng trong hộp số xe tải nhẹ nói chung cho thấy: mòn bề mặt răng của các bánh răng được coi là một trong bốn dạng hư hỏng chủ yếu ở các bánh răng hộp số, ba dạng còn lại là hỏng vì mỏi do uốn, hỏng vì mỏi do tiếp xúc và hỏng vì sự cào xước bề mặt tiếp xúc Tác động của độ mòn làm ảnh hưởng đến tuổi thọ làm việc của bánh răng, ngoài tổn thất vật liệu trực tiếp làm giảm độ bền còn ảnh hưởng đến chức năng truyền lực, đồng thời làm thay đổi đáng kể về các đặc điểm rung động và tiếng ồn Mòn bề mặt răng cũng có thể ảnh hưởng vết tiếp xúc khi ăn khớp, có thể thay đổi sự phân bố các ứng suất và tải trọng, làm tăng nhanh sự xuất hiện các dạng hư hỏng khác

Mòn răng là dạng hỏng chủ yếu của hộp số trong điều kiện bôi trơn có lẫn các hạt mòn (hạt kim loại bị mòn, hạt bụi lẫn trong dầu bôi trơn) Mòn làm cho dạng răng bị thay đổi, tải trọng tăng lên, tiết diện của răng giảm xuống và cuối cùng răng bị gẫy Hiện nay chưa có phương pháp tính bánh răng về mòn, vì cường

độ mòn phụ thuộc vào nhiều nhân tố ngẫu nhiên rất khó xác định [8]

Tóm lại: Qua nghiên cứu các dạng hư hỏng hộp số và đặc trưng hư hỏng do

hao mòn các chi tiết trong hộp số ô tô theo thời gian, cho thấy: Hộp số bị hư hỏng nguyên nhân chủ yếu là các chi tiết bên trong hộp số bị mài mòn do ma sát gây nên Khi sự mài mòn xảy ra nhiều thì tiếng ồn hộp số tăng lên, rung động nhiều hơn, việc ra vào số kém chính xác, hiệu suất truyền lực bị giảm Vì vậy, ta có thể

nghiên cứu mài mòn các chi tiết bánh răng trong hộp số ô tô (là các chi tiết chế

tạo trong nước) để đánh giá chất lượng của hộp số trong quá trình sử dụng

1.4 Những công trình nghiên cứu về mài mòn

1.4.1 Trên thế giới

Nghiên cứu về sự tương tác giữa các bề mặt tiếp xúc có sự chuyển động tương đối với nhau, đó là vấn đề vừa lý thuyết, vừa rất thực tiễn của cơ học bề mặt tiếp xúc, nhiều nhà khoa học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên nhiều phương diện khác nhau Ứng dụng những thành tựu khoa học

đó có thể nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của máy móc trong quá trình sử dụng

J F Archard, W Hirst [28] nghiên cứu mài mòn cặp chi tiết ma sát theo lý thuyết cơ phân tử, kết quả nghiên cứu cho rằng: Quá trình chủ yếu của mòn là sự phá huỷ do mỏi của các lớp bề mặt khi bị biến dạng lặp nhiều lần, đồng thời còn xuất hiện sự dính tại bề mặt tiếp xúc khi cọ xát và di chuyển tương đối của các lớp nhấp nhô của bề mặt Thể tích mòn được xác định thông qua tải, độ cứng sau khi tìm được hệ số mòn thực nghiệm của chi tiết ma sát

A Holfeld [21] nghiên cứu về mòn của các chi tiết có các bề mặt tiếp xúc không bằng nhau đã đi đến kết luận rằng: Sự phân bố nhiệt giữa các chi tiết có vai trò quyết định sự mòn, vật bị mòn nhanh hơn là vật quay nhanh hơn nên cần được làm nguội nhiều hơn Những giả thuyết nêu trên về sự phân bố mòn không đồng đều giữa các chi tiết có bề mặt tiếp xúc khác nhau đều dựa trên các số liệu thí nghiệm, nên không thể giải thích nguyên nhân của sự khác biệt về tốc độ mòn của các chi tiết

Công trình [42] Greenwood J A, Minshall H, Tabor D nghiên cứu hình dạng, tải và nhiệt độ tại bề mặt cổ trục ảnh hưởng đến tuổi thọ của bạc đỡ Đã tiến hành thử nghiệm trên bệ thử cho thấy độ không tròn của cổ biên bằng 0,012mm bắt đầu xuất hiện sự tróc bạc lót cứ sau khoảng 25 giờ làm việc, khi giảm độ không tròn xuống tới 0,006mm thì bạc lót bắt đầu xuất hiện tróc ít nhất là 200 giờ Nếu tăng mạnh áp lực, nhiệt độ tại chỗ tiếp xúc của cổ chính trục khuỷu sẽ làm giảm mạnh tuổi thọ bạc lót, bạc đỡ Nhóm Greenwood J A, Minshall H, Tabor D còn nghiên cứu mài mòn các chi tiết của trục truyền động máy kéo, bằng thực nghiệm đã khẳng định: Khi tăng tải khoảng 10-20% tải sử dụng trung bình, sự rung động do

tăng tải cũng làm tăng đáng kể cường độ mòn Bằng một loạt các quan sát đã xác định sự tăng độ mòn trục, bạc của động cơ điêden làm việc với nhiên liệu có lưu huỳnh khi lớp cách điện các dây dẫn thấp, nguyên nhân là điện trường của các thiết bị điện bên ngoài làm tăng sự rỉ trục và bạc nằm trong vùng điện trường ấy nên lúc đó tốc độ mòn tăng lên

Trong công trình [50], J A William cho rằng mòn hạt mài của các chi tiết như nhóm xi lanh, pittông gây ra chủ yếu do các hạt khoáng chất xâm nhập vào động

cơ bằng nhiều cách khác nhau Các hạt bụi đi vào xi lanh cùng với không khí và nhiên liệu, trước hết làm mòn phần trên của xi lanh, vòng găng khí và rãnh vòng găng khí trên pittông Một phần bụi dạng hạt đi vào xi lanh và sau đó đi vào dầu bôi trơn trong các te, thực tế không gây mòn đối với bạc đỡ trục khuỷu, nhưng dưới tác dụng của hạt bụi phân tán trong không khí đi vào các te động cơ gây nhiễm bẩn dầu bôi trơn sẽ tạo nên điều kiện làm mòn bạc đỡ và cổ trục khuỷu của động cơ

Peter A Engel [58] tiến hành nghiên cứu tiếp xúc trượt của vật liệu kim loại với nhau, mức tải bình thường, vận tốc trượt trung bình, ở nhiệt độ 200

c Nghiên cứu đã cho thấy lượng mòn của bề mặt tiếp xúc ma sát trên chi tiết tăng tỉ

lệ theo thời gian làm việc hoặc quãng đường trượt, hình 1.3

Hình 1.3 Đồ thị mài mòn chi tiết ma sát theo thời gian

Quá trình mòn được chia thành 3 giai đoạn:

Giai đoạn I: Mòn sơ khai, chủ yếu làm mòn những nhấp nhô do quá trình

gia công để lại trên chi tiết, tốc độ mòn trong giai đoạn này rất nhanh

Giai đoạn II: Mòn ổn định, đây là thời gian làm việc chính của chi tiết ma

sát, tốc độ mòn trong giai đoạn này giảm chậm lại, theo quy luật tuyến tính

Giai đoạn III: Mòn phá huỷ, đây là thời gian làm thay đổi lớn tình trạng bề

mặt ma sát của chi tiết, tốc độ mòn rất lớn, theo quy luật phi tuyến

Jens.A.K, Chaturvedi M.C [51] nghiên cứu về mòn các chi tiết ma sát cho rằng: Tốc độ mòn trên bề mặt tiếp xúc của các chi tiết tăng tỷ lệ với tốc độ chuyển động tương đối của hai bề mặt, sự gia tăng mòn này là do các bề mặt tiếp xúc đó tăng nhiệt độ Đồng thời cũng cho thấy quá trình mòn tỷ lệ với tải, tuy nhiên tỷ lệ cũng có thể bị phá vỡ với các trường hợp cụ thể: tốc độ mòn giảm xuống khi các hạt mài mòn bị vỡ nhỏ nếu những hạt mài mòn tròn, không có cạnh sắc, nhưng nếu các hạt mài mòn mới không tròn hoặc có cạnh sắc thì tốc độ mòn có thể tăng

William Kelly [40] đã tiến hành nghiên cứu thí nghiệm xe tải nhẹ mới xuất xưởng chế tạo (còn trong giai đoạn chạy rà) và cho xe chạy trên đường với quãng đường 240.000 km, sau mỗi quãng đường nhất định tác giả tháo chi tiết trong hệ thống truyền lực để đo mòn, trong 24.000 km đầu có 4 lần đo, còn lại thời điểm đo mòn được thực hiện với quãng đường chạy xe lớn hơn Kết quả của thí nghiệm

chủ yếu để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của hệ thống truyền lực ngay ở giai đoạn đầu sử dụng Tác giả này cũng đã tiến hành nghiên cứu những hộp truyền động (hộp số phụ) và cho rằng: Dù kết cấu, chức năng và chu kỳ làm việc của những hộp truyền động thay đổi một cách đáng kể, nhưng quá trình mòn bình thường của chúng diễn ra theo quy luật tương tự nhau

Ray Dalley, Predict, Cleveland, Ohio [63], nhóm tác giả nghiên cứu về bôi trơn, phân tích mòn, đã thí nghiệm nghiên cứu các hạt mài mòn trong dầu bôi trơn động cơ đã qua sử dụng, bằng một số máy móc thiết bị công nghiệp hiện đại đã phân tích thành phần hạt xuất hiện trong dầu bôi trơn, phân biệt các loại hạt mài mòn từ các cặp chi tiết ma sát: trục, bạc, bánh răng, ổ bi trong động cơ

Sử dụng Ferrograph xác định lượng và kích cỡ hạt mài trong dầu bôi trơn, tác giả này đã phân chia ra hai nhóm hạt mài, loại lớn hơn 5 micromet (Direct Large - DL) và loại nhỏ hơn 5 micromet (Direct Small - DS), tổng của lượng hạt mài xác định bằng DL + DS

Sử dụng kính hiển vi điện tử quang học Ferroscope xác định loại hạt mài kim loại và phi kim loại;

Bằng các thiết bị này đã chụp được sự mài trượt trên bề mặt của bạc đỡ, sự mòn có hiện tượng cháy trên bề mặt lắp ổ bi, sự mòn có hiện tượng dính trên bề mặt ăn khớp của các răng

Lượng dầu được lấy theo từng đợt và đưa đi phân tích bằng các thiết bị trên, kết quả phân tích hạt mài chuyển đổi sang ppm/khối lượng dầu

Kết quả số liệu xác định được, lập bảng thống kê theo thời gian 4 năm từ tháng 12/1999 đến 10/2003 Phân tích thống kê xác định nguyên nhân, các pha mòn, hình ảnh chi tiết mòn để chẩn đoán trạng thái mòn hỏng của động cơ

Peter J Blau [59] nghiên cứu quá trình làm việc của cặp bánh răng ăn khớp, đã cho rằng: Bề mặt sườn răng thường liên quan đến cả hai dạng tiếp xúc

ma sát lăn và trượt, quá trình mòn răng của bánh răng có liên quan đến hình dạng, kết cấu của răng, vật liệu chế tạo bánh răng, loại dầu và lượng dầu bôi trơn trong quá trình răng hoạt động, lượng mòn tương đối của bánh răng do trượt tăng lên khi

số lượng răng tăng, nhưng chưa đưa ra phương pháp xác định lượng mòn của bánh răng

Ander Flordin [24] đã nghiên cứu mô phỏng sự mài mòn răng của bánh răng theo đường tiếp xúc ăn khớp, trong điều kiện tải trọng trung bình, tính toán quãng đường trượt bằng phương pháp khảo sát sự dịch chuyển tương đối của hệ trục tọa độ gắn tại điểm tiếp xúc

Khi xác định lượng mòn theo thể tích V(S)trên mỗi đơn vị trượt, đã sử dụng công thức mòn thực nghiệm của Archard:

( )H

Ander Flordin đã tiến hành thí nghiệm mòn bánh răng trên bệ thử với kiểu dòng công suất kín, nguồn động lực là động cơ điện, cơ cấu gây tải cơ khí bằng quả nặng treo trên tay đòn, tải trọng ở đây là đại lượng cố định, quá trình thay đổi tải mất nhiều thời gian, mức độ gây tải với độ chính xác còn thấp Hộp số cơ khí đảo chiều trong bệ thử được lắp hai bánh răng thí nghiệm để xác định lượng mòn Kết quả thí nghiệm được đo đạc hình học tính chuyển sang lượng mòn theo thể tích và so sánh với lý thuyết

P.Bajpai, A.Kahraman, N.E.Anderson [56] nghiên cứu trên cơ sở mô hình mòn của Archard, đã tiến hành mô phỏng mài mòn răng trên máy tính để xác định chiều cao mòn h tại điểm bất kỳ của bề mặt ăn khớp, bằng phương pháp tích phân phương trình:

(p,u, )

FdS

dh =

S – quãng đường trượt thay đổi khi bánh răng quay, S được mô phỏng trên máy tính

k – hệ số mòn vật liệu (được xác định bằng thực nghiệm);

p – Tải trọng trên bề mặt răng ăn khớp (áp suất) được xác định bằng phương pháp phần tử hữu hạn trên bánh răng, p thay đổi khi bánh răng quay

Trong quá trình xác định chiều cao mòn nhóm tác giả này đã sử dụng hệ số mòn vật liệu k của một thí nghiệm mòn bánh răng trước đó Cuối cùng thì chiều cao mòn được xác định theo chiều cao mòn đơn vị và lấy tổng theo quãng đường trượt từ điểm i đến j trên răng của bánh răng chủ động và răng của bánh bị động Tích lũy của các giá trị mòn đơn vị trên đường tiếp xúc, theo số chu kỳ quay của bánh răng xác định được chiều cao mòn tổng cộng, tích phân trên diện tích ăn

khớp tính được chiều cao mòn trên diện tích tiếp xúc của hai răng Quá trình mô phỏng, nhóm tác giả đã cho rằng: Trên sườn răng của bánh răng chủ động cũng như bị động có ba khu vực mòn khác nhau, đó là những điểm tại vị trí phía gần đỉnh răng và chân răng có chiều cao mòn tương đối giống nhau, nhưng lớn hơn những điểm tại vị trí khu vực giữa sườn răng, kết quả này diễn ra tương tự trên suốt toàn bộ chiều dài của sườn răng

Trong nghiên cứu này các tác giả không tiến hành thí nghiệm và đưa ra lập luận là thí nghiệm đòi hỏi rất công phu, chi phí lớn và mất rất nhiều thời gian, nhưng tác giả cũng đưa ra phương pháp thí nghiệm tương tự của Ander Flordin [24] với bệ thử dòng công suất kín, một cặp bánh răng ăn khớp

Tóm lại: Trong các nghiên cứu về mài mòn bánh răng ở trên, thì hạn chế

nghiên cứu dừng ở việc nghiên cứu độ cao mòn tại điểm tiếp xúc và thể tích mòn theo đơn vị trượt trên răng của bánh răng, các nghiên cứu chưa đề cập phương pháp xác định lượng mòn theo khối lượng

Để xác định thể tích mài mòn răng trong thí nghiệm phải mở hộp số để đo đạc trực tiếp trên bánh răng, chưa đề cập đến việc nghiên cứu xác định hệ số k thực nghiệm

1.4.2 Tại Việt Nam

Những công trình nghiên cứu trong lĩnh vực ma sát hao mòn các chi tiết của các nhà khoa học Việt Nam được bắt đầu từ những năm 60 thế kỷ trước, tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của hao mòn đến các chỉ tiêu làm việc của thiết bị máy móc, ứng dụng lý thuyết tribology để tính toán thiết kế máy GS.TSKH Nguyễn Anh Tuấn, trường Đại học Bách khoa Hà Nội là nhà khoa học đi tiên phong trong lĩnh vực này

Đề tài luận án của Ngô Nhật Thái nghiên cứu về vấn đề mòn vòng găng động cơ điêzel cỡ nhỏ đã đánh giá tổng thể các biện pháp công nghệ, tổng hợp lại các biện pháp đã có trước đó và đặt ra phương hướng trong thiết kế chế tạo và sử dụng, với mục đích điều khiển quá trình tiếp xúc của chi tiết chống hao mòn, nâng cao tuổi thọ vòng găng của động cơ

Đề tài luận án của Hồ Xuân Năng nghiên cứu các phương pháp đánh giá mòn của cặp chi tiết vòng găng - ống lót xi lanh động cơ điêzel, bổ sung những gì chưa hoàn thiện của các tác giả trước đó, đồng thời đi sâu khảo sát tính năng liên quan đến mòn của vòng găng sơ mi động cơ thông qua vật liệu

Đề tài luận án của Tào Văn Chiêu (tại Liên xô cũ) nghiên cứu khả năng ứng dụng kỹ thuật ma sát bôi trơn mài mòn trong quá trình chẩn đoán trạng thái

kỹ thuật, đã tập trung nghiên cứu vấn đề mòn các chi tiết của động cơ đốt trong trên cơ sở phân tích hạt mòn trong dầu bôi trơn của động cơ

Đề tài luận án của Trần Xuân Khái, Học viện Kỹ thuật quân sự Hà Nội, năm 2003 nghiên cứu đánh giá tuổi thọ một số dạng chi tiết và hệ thống trên xe máy công binh chịu tải ngẫu nhiên, thông qua vấn đề khảo sát tổn thương mỏi của các chi tiết trên xe để đánh giá tuổi thọ, đồng thời đã xây dựng mô hình hoá tính

độ bền mỏi chi tiết trong trường hợp chịu tải trọng ngẫu nhiên

Năm 2008 đề tài luận án của Nguyễn Tuấn Minh, trường Đại học Bách khoa Hà Nội “Chẩn đoán mài mòn động cơ đốt trong trên cơ sở phân tích dầu bôi trơn có chứa hạt mài mòn kim loại”, đã nghiên cứu hình dạng, kích thước các hạt mòn có trong dầu bôi trơn động cơ để chẩn đoán trạng thái kỹ thuật động cơ trong quá trình làm việc

Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước của Công ty dầu nhờn APP nghiên cứu về dầu bôi trơn, đã tiến hành thí nghiệm xác định các hạt mòn kim loại trong động cơ xe máy để đánh giá kiểm nghiệm chất lượng phụ gia trong dầu bôi trơn động cơ

Năm 2007 đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước KC.05.32 nghiên cứu thiết kế chế tạo hộp số ô tô thông dụng, đã đánh giá chỉ tiêu hiệu suất của hộp số Việc đánh giá về chỉ tiêu độ bền lâu của hộp số thông qua mòn các chi tiết trong hộp số còn là vấn đề nghiên cứu mở rộng của đề tài này

Trên đây là một số công trình nghiên cứu tiêu biểu trong và ngoài nước, tập trung nghiên cứu về hao mòn các cơ cấu, bộ phận chuyển động trong máy móc, thiết bị cơ khí do ma sát gây nên nói chung và lĩnh vực ô tô máy kéo nói riêng

Nội dung nghiên cứu được sử dụng các lý thuyết về độ bền, độ tin cậy và các quan điểm về kinh tế, kỹ thuật đã mang lại hiệu quả thiết thực cho xã hội Tuy nhiên, đến nay việc nghiên cứu mài mòn các chi tiết trong hộp số ô tô vẫn còn một số hạn chế đang được quan tâm Ở Việt Nam, do trước đây chưa có thiết kế chế tạo hộp số ô tô, nên việc nghiên cứu mài mòn chưa có điều kiện thực hiện Vì vậy, tác

giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu mài mòn các bánh răng hộp số xe tải nhẹ thiết kế

chế tạo tại Việt Nam” Phương pháp nghiên cứu của luận án được trình bày theo

sơ đồ trên hình 1.4

Hình 1.4 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu mài mòn bánh răng hộp số ô tô

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

- Trên cơ sở phân tích các công trình đã công bố ở trong và ngoài nước

có liên quan đến nội dung của luận án, tác giả lựa chọn mô hình của J.F Archard để tính toán lượng mòn của các bánh răng theo khối lượng phụ thuộc vào thời gian, tải trọng trên cơ sở xác định quãng đường ma sát và lực pháp tuyến trên sườn răng

- Để lựa chọn thông số đầu vào cho mô hình tính cần phải xác định hệ số

mòn vật liệu k khi tiến hành thử nghiệm hộp số trên băng thử, bằng

cách đo khối lượng hạt mài trong dầu bôi trơn của hộp số

Chương 2

CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU MÀI MÒN

BÁNH RĂNG HỘP SỐ Ô TÔ

2.1 Hao mòn các chi tiết trong hộp số ô tô

2.1 1 Các dạng hao mòn chi tiết trong hộp số

Trong hộp số ô tô có nhiều loại chi tiết khác nhau như: bánh răng, trục, ống gài số, vành đồng tốc, vỏ hộp số, càng gài số, trong quá trình vận hành các chi tiết

có thể gặp nhiều loại hư hỏng khác nhau, với các nguyên nhân khác nhau, nhưng

ta có thể quy lại về 3 nhóm nguyên nhân chính như sau:

− Nhóm thứ nhất : Các hư hỏng do hao mòn;

− Nhóm thứ hai : Các hư hỏng do tác động cơ học;

− Nhóm thứ ba : Các hư hỏng do tác dụng hoá nhiệt

Trong phạm vi luận án, tác giả chỉ nghiên cứu về hao mòn các chi tiết hộp số Hao mòn là quá trình tất yếu xẩy ra, không thể tránh khỏi đối với các chi tiết làm việc ở chế độ ma sát, kể cả trong trường hợp tuân thủ các quy định về quy trình khai thác và bảo dưỡng sửa chữa

 Hao mòn do mài mòn

Mài mòn là một quá trình mòn xảy ra khi môi trường tại vùng ma sát có các hạt mài Có hai dạng mài mòn: mài mòn cơ hoá và mài mòn cơ học [16]

Mài mòn cơ hoá xảy ra khi Hk/Hm > 0,6 và mài mòn cơ học xảy ra khi

Hk/Hm ≤ 0,6 Trong đó: Hk là độ cứng của kim loại và Hm là độ cứng của hạt mài, trong quá trình sử dụng các chi tiết không cho phép xảy ra mài mòn cơ học

Mài mòn hay còn gọi là mòn hạt mài rất hay xảy ra đối với các thiết bị và máy móc hoạt động nói chung, chúng xuất hiện trong những cặp lắp ghép chịu ma sát của nhiều loại thiết bị như: các cụm chi tiết trong động cơ, các chi tiết trong hệ

thống truyền lực của ô tô máy kéo, do hạt mài cứng lọt vào vùng ma sát theo không khí, dầu bôi trơn, nhiên liệu Ngoài ra, trong nhiều trường hợp hạt mài còn

do chính các phần tử mòn tạo ra (hạt mài lại chính là hạt mòn của chi tiết bị mòn),

nó được hình thành trong quá trình ma sát

Mòn do hạt mài xuất hiện do có biến dạng dẻo tế vi và do kim loại của những lớp bề mặt chi tiết bị cắt bởi những hại mài nằm giữa các bề mặt ma sát Sự tiến triển của quá trình hao mòn không phụ thuộc vào sự xâm nhập của các hạt mài lên bề mặt ma sát, dù các hạt mài đó từ bên ngoài xâm nhập vào, hoặc là chúng tồn tại ở một trong các vật làm việc, chẳng hạn như trong các chi tiết bằng gang hoặc cuối cùng có thể tạo ra ngay trong quá trình ma sát như ở giai đoạn thứ hai của mòn ôxy hoá, thì đặc tính mài mòn vẫn không thay đổi

Sự thay đổi hao mòn của các chi tiết khi mài mòn do hạt mài phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: vật liệu và cơ tính của chi tiết; hình dạng, kích thước, góc cạnh

và độ cứng của các hạt mài; áp lực bề mặt tiếp xúc và vận tốc trượt khi ma sát

Tóm lại, mòn hạt mài thường gặp ở các chi tiết làm việc ở chế độ ma sát, đặc biệt khi làm việc ở môi trường bụi bẩn, nguyên nhân chính do ma sát giữa các

bề mặt lắp ghép của chi tiết (cặp bánh răng ăn khớp, các bề mặt của trục sang số, ống gài số…) Tốc độ mòn của các chi tiết do mài mòn phụ thuộc vào vật liệu chế tạo chi tiết, độ bóng bề mặt chi tiết, chế độ nhiệt luyện, trị số khe hở giữa các chi tiết lắp ghép, tải tác dụng khi lên bề mặt chi tiết, điều kiện bôi trơn, số lượng và chất lượng vật liệu bôi trơn

 Hao mòn do mòn ôxy hoá

Mòn ôxy hoá đặc trưng bởi hai quá trình xẩy ra đồng thời khi các chi tiết chịu ma sát: quá trình biến dạng dẻo của các thể tích kim loại vi mô của các lớp bề mặt và sự xâm nhập ôxy (ở không khí) vào các lớp kim loại biến dạng đó

Mòn ôxy hoá thường xảy ra trong quá trình ma sát trượt và lăn khô hoặc bôi trơn giới hạn Ở giai đoạn đầu của mòn ôxy hoá, sự ôxy hoá xẩy ra ở những thể tích không lớn của kim loại nằm ở bề mặt trượt khi ma sát Giai đoạn sau, sự ôxy hoá xâm nhập vào những thể tích lớn hơn của các lớp bề mặt Chiều sâu ôxy

hoá tương ứng với chiều sâu biến dạng dẻo, ở giai đoạn hao mòn ban đầu, sự ôxy hoá sẽ tạo ra trên bề mặt chi tiết công tác một lớp dung dịch ôxy, ở giai đoạn thứ hai sẽ tạo ra các hợp chất hoá học của ôxy với kim loại và nhờ đó mà cấu trúc của các lớp bề mặt bị thay đổi Quá trình khuếch tán (xâm nhập) của ôxy và quá trình biến dạng dẻo, tăng cường, hỗ trợ lẫn nhau Điều đó có nghĩa rằng, khi có biến dạng thì trên bề mặt ma sát của chi tiết sẽ tạo ra một số mặt phẳng trượt và nó tạo điều kiện cho ôxy xâm nhập vào kim loại Ngược lại, khi trên bề mặt trượt có một

số lượng lớn các nguyên tử ôxy chuyển động làm tăng độ di động của cấu trúc lớp

bề mặt thì sự biến dạng dẻo lại được tăng cường Ở thời kỳ đầu của quá trình mài mòn ô xy hoá, xẩy ra sự phá huỷ các màng di động của dung dịch ôxy rắn được tạo ra một cách liên tục và biến chúng thành các phần tử rất nhỏ Giai đoạn thứ hai đặc trưng bởi sự tạo thành một cách có chu kỳ các màng ô xy giòn, không biến dạng và bởi sự tróc vỡ của chúng Độ chống mòn của chi tiết khi còn ôxy hoá phụ thuộc vào độ dẻo của kim loại, tốc độ ôxy hoá và tính chất của các ôxyt

 Hao mòn do mòn dính (mòn tróc)

Mòn dính xuất hiện trong trường hợp không có dầu bôi trơn và không có màng ôxy hoá bảo vệ, khi các chi tiết ma sát với nhau với vận tốc nhỏ v = 1,0 m/s (đối với thép) và tại chỗ tiếp xúc thực tải trọng đơn vị lớn hơn giới hạn chảy của chi tiết Mòn dính hình thành do các bề mặt kim loại bị biến dạng dẻo và giữa các phần tiếp xúc của các bề mặt phát sinh các liên kết kim loại Sự dịch chuyển của các bề mặt tiếp xúc sau khi xuất hiện liên kết kim loại làm cho bề mặt tại các chỗ dính được cường hoá và những phoi kim loại bị bứt ra khỏi chỗ có độ bền kém hơn hoặc làm cho bề mặt đó lõm xuống bởi phần biến cứng Mòn dính kèm theo

hệ số ma sát cao và cường độ mài mòn lớn nhất Mòn dính xuất hiện ở những chi tiết được phục hồi bởi các phương pháp như hàn đắp, phun kim loại

 Hao mòn do mòn rỗ

Mòn rỗ xuất hiện khi có ma sát lăn và thể hiện khá rõ ràng trên các bề mặt làm việc của các ổ lăn Do các tải trọng thay đổi theo chu kỳ vượt quá giới hạn chảy của kim loại, khi có ma sát lăn sẽ gây nên hiện tượng mỏi phá huỷ các lớp bề mặt tạo ra mòn rỗ Các chi tiết máy bị mòn rỗ thường xuất hiện biến dạng nén dẻo

tế vi và biến cứng các lớp bề mặt kim loại làm tạo nên ứng suất nén dư, việc phá huỷ các lớp bề mặt xẩy ra do các vết nứt tế vi và vĩ mô đã xuất hiện từ trước, trong quá trình làm việc chúng phát triển thành những vết lõm đơn điệu hoặc thành những cụm vết rỗ Chiều sâu của các vết nứt và vết lõm phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu chi tiết, trị số áp lực đơn vị tại điểm tiếp xúc và kích thước các bề mặt tiếp xúc

2.1 2 Đánh giá hao mòn các chi tiết trong hộp số

Hao mòn chi tiết là sự phá hoại dần dần bề mặt chi tiết do tác động của môi trường hay ngoại lực tác dụng lên bề mặt chi tiết, thể hiện ở sự thay đổi kích thước, khối lượng theo thời gian Quá trình hao mòn không xảy ra sự phá hoại kim loại gốc mà chỉ xảy ra sự phá hoại trên lớp bề mặt chi tiết

Đối với các chi tiết trong hộp số ô tô, hao mòn trên chi tiết chủ yếu là sự phá hoại dần bề mặt ma sát do quá trình mài mòn

Ma sát: là hiện tượng diễn ra phức tạp trên bề mặt diện tích tiếp xúc thực giữa hai vật thể có sự chuyển động tương đối với nhau

Bề mặt diện tích tiếp xúc thực giữa hai chi tiết gọi là bề mặt ma sát

Qua nghiên cứu cho thấy ma sát là kết quả của nhiều dạng tương tác phức tạp khác nhau, khi có sự tiếp xúc và dịch chuyển hoặc có xu hướng dịch chuyển giữa hai vật thể, trong đó diễn ra các quá trình cơ - lý - hoá, điện… quan hệ của các quá trình đó rất phức tạp, phụ thuộc vào đặc tính tải, vận tốc trượt, vật liệu và môi trường

Lực ma sát là lực cản trở sự dịch chuyển tương đối của các vật rắn chuyển động ngược chiều nhau tại các vị trí tiếp xúc thực

Lực ma sát F f luôn thay đổi, được xác định bằng công thức:

F f = f.F

Trong đó:

f - H ệ số ma sát, với f = g(p, v, C);

F- Lực pháp tuyến;

p- Áp suất trên bề mặt ma sát;

v- Vận tốc trượt tương đối trên bề mặt ma sát;

C- điều kiện ma sát (vật liệu, độ cứng, độ bóng, chế độ gia công, môi trường…)

Trên cơ sở một số đặc trưng cơ bản, đã phân ra nhiều loại ma sát khác nhau:

- Dựa vào động học chuyển động có các loại: Ma sát trượt, ma sát lăn và

ma sát xoay

- Dựa vào sự tham gia của chất bôi trơn có: Ma sát ướt, ma sát khô, ma sát tới hạn

- Dựa vào động lực học có: Ma sát tĩnh, ma sát động

- Dựa vào đặc tính quá trình ma sát có:

+ Ma sát bình thường là quá trình ma sát trong đó chỉ xảy ra mài mòn tất yếu và cho phép, trong phạm vi giới hạn của tải trọng, vận tốc trượt và điều kiện

ma sát bình thường

+ Ma sát không bình thường là quá trình ma sát trong đó giá trị các thông

số p, v, C vượt ra ngoài phạm vi giới hạn, xảy ra hư hỏng: tróc loại 1, loại 2

Với tất cả các vật thể khi tiếp xúc ma sát, các bề mặt ma sát đều bị mài mòn theo thời gian, tốc độ mài mòn của các chi tiết phụ thuộc vào các yếu tố như loại ma sát, điều kiện ma sát, áp suất bề mặt ma sát

Tốc độ mòn, hỏng bề mặt chi tiết phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu, hình dáng, kích thước, chất lượng của bề mặt cũng như điều kiện làm việc được cải thiện: tải, vận tốc, nhiệt độ, bôi trơn Một trong những đại lượng để đánh giá độ mòn theo thời gian hoặc quãng đường ma sát là lượng mòn U

Lượng mòn là một khái niệm để xác định giá trị mòn do ma sát gây nên trong một khoảng thời gian hay trên một quãng đường ma sát nào đó, lượng mòn

có thể được đánh giá theo chiều cao của lớp mòn trên bề mặt ma sát hay theo thể tích mòn của bề mặt ma sát hoặc theo khối lượng mất đi của cặp ma sát trong quá trình làm việc

Để đánh giá hao mòn của các chi tiết ma sát có thể sử dụng cường độ mòn

h h

hoặc 1 2 (mm3/m)

S

V V

hay 1 2 ( / )

m mg S

G G

G1, G2 - Khối lượng chi tiết trước và sau khi mòn, (mg);

S - Chiều dài quãng đường ma sát, (m)

Tốc độ mòn γlà lượng mòn của chi tiết trên một đơn vị thời gian

h m t

2.2 Cơ sở lý thuyết xác định mòn bánh răng hộp số

2.2 1 Mòn chi tiết ma sát trong hộp số

Việc xác định mòn chi tiết do ma sát nói chung dựa vào các quy luật vật lý

về ảnh hưởng của vật liệu và điều kiện ma sát cụ thể diễn ra mòn Trước tiên phải tìm điều kiện giới hạn nhằm xác định chính xác dạng mòn xảy ra khi ma sát, tiếp

đó phân tích sự phụ thuộc của tốc độ mòn chi tiết ma sát vào các yếu tố khác, nó

là hàm của các biến ngẫu nhiên, mỗi thông số có ảnh hưởng khác nhau đến tốc độ mòn của chúng Khi tính mòn chi tiết ma sát phải xác định sự phân bố áp suất và mòn tuyến tính trên bề mặt ma sát Sự thay đổi vị trí tương đối của các chi tiết ma sát do vấn đề mòn gây nên, nó là hàm phụ thuộc vào qui luật mòn vật liệu, tính năng của cơ cấu, cũng như kết cấu và kích thước của chi tiết ma sát

Để tính mòn chi tiết ma sát cần phải nắm được qui luật thay đổi của mòn theo thời gian, mối quan hệ giữa lượng mòn U và thời gian t diễn ra trong quá trình mòn thường được thừa nhận là quan hệ tuyến tính [49] Do đó, tốc độ mòn γ theo thời gian được tính theo công thức:

constt

U =

=

γ (2.7)

Trong trường hợp ma sát mài mòn với điều kiện mòn cơ hoá, tốc độ mòn

và áp suất có mối quan hệ tuyến tính, cường độ mòn I = k.p

Do đó, lượng mòn tuyến tính xác định theo chiều cao mòn h, được xác định bằng công thức:

h = k.S.p (2.8)

Trong đó:

S- Chiều dài quãng đường ma sát;

p- Áp suất trên bề mặt ma sát;

k- Hệ số đặc trưng cho tính chống mòn của vật liệu và điều kiện ma

sát (độ cứng, thông số hình học bề mặt, điều kiện bôi trơn khi làm việc…)

Lượng mòn U = ∆h gọi là lượng mòn tuyến tính, trường hợp tổng quát mòn phụ thuộc vào toạ độ x, z của bề mặt ma sát [16], được xác định theo công thức:

U = ∆h = R(x,z) (2.9)

Trong đó: R- Hàm số xác định lượng mòn tuyến tính tại điểm tiếp xúc;

x, z- Toạ độ đề các, có gốc toạ độ tại điểm tiếp xúc

Cường độ mòn của chi tiết ma sát thường phụ thuộc vào vật liệu, tính chất của lớp bề mặt ma sát, cũng như điều kiện ma sát về: tải, nhiệt độ, chất bôi trơn Căn cứ vào các quá trình xảy ra khi ma sát cho thấy quá trình mòn không phải là một hiện tượng đơn giản, nó là tổng hợp của nhiều hiện tượng, các hiện tượng này ảnh hưởng qua lại lẫn nhau, có thể hỗ trợ nhau hoặc khống chế nhau trong điều kiện ma sát nhất định Tính chất vật thể thứ ba hình thành tại bề mặt ma sát là cơ

sở phân biệt mòn không chất bôi trơn, mòn bôi trơn, mòn bôi trơn giới hạn và mòn bám dính Sự biến dạng của lớp bề mặt ma sát có thể xảy ra trong quá trình tiếp xúc ma sát đàn hồi, tiếp xúc dẻo, cắt tế vi và các quá trình khác Do vậy, cơ chế mòn lớp bề mặt ma sát là rất phức tạp và không ổn định, đối với các trường hợp cụ thể sẽ được áp dụng các phương pháp tính độ mòn khác nhau

Để tính cường độ mòn đối với cặp ma sát, tuỳ theo từng cơ chế mòn có thể

sử dụng một trong các phương pháp sau:

− Tính mòn cặp ma sát theo thực nghiệm;

− Tính mòn cặp ma sát theo năng lượng;

− Tính mòn cặp ma sát theo độ bền nhiệt;

− Tính mòn cặp ma sát theo lý thuyết ma sát mỏi;

− Tính mòn cặp ma sát theo lý thuyết cơ phân tử

2.2 2 Mô hình mài mòn bánh răng của Archard

2.2 2.1 Phương trình cơ bản của mô hình Archard

Sự mài mòn bề mặt sườn răng của bánh răng là một hiện tượng thường xuất hiện trong hộp số Trong quá trình mài mòn xuất hiện những thay đổi về hình dạng của bề mặt, dẫn đến sự tăng áp suất bề mặt và có thể làm áp suất bề mặt vượt quá giới hạn bền mỏi Để tính toán mài mòn của bánh răng cần phải xác định giá trị các lực tiếp xúc và các điều kiện tiếp xúc xảy ra Việc tính toán mài mòn trong giai đoạn thiết kế sẽ mang lại kết quả tốt hơn, vì độ bền và chất lượng của sản phẩm sẽ đạt được ngay khi thiết kế

Mô hình sử dụng rộng rãi nhất để xác định mài mòn là mô hình Archard

mô phỏng sự mài mòn bánh răng Bánh răng nghiêng được mô hình hóa coi như gồm những đĩa răng rất mỏng không liên kết nhau, cho phép biến đổi từng đĩa một khi gắn trên một trục chung, các bề mặt của răng có các thông số tuân thủ theo định luật Hertz

Phương pháp thí nghiệm truyền thống là sử dụng một cặp bánh răng, thử nghiệm theo mô hình đàn hồi Winkler để dự đoán sự thay đổi của bề mặt ăn khớp Mục đích thí nghiệm là nghiên cứu mài mòn thực tế, sự thay đổi bề mặt và so sánh các kết quả thí nghiệm với kết quả được mô phỏng

Mài mòn là một quá trình lý hóa xảy ra không ổn định trên bề mặt ma sát khi hai bánh răng ăn khớp với nhau Mòn xảy ra với một số cơ chế mài mòn khác nhau như: sự phân lớp mài mòn, độ bám dính hoặc quá trình ôxy hóa Cơ chế mài mòn phụ thuộc vào áp lực trên bề mặt và tốc độ trượt cũng như điều kiện tiếp xúc giữa hai răng ăn khớp Phương trình mài mòn của Archard [56], được thể hiện ở dạng tổng quát:

( )

H

F k

V S = . (2.10)

Trong đó: V (S) là lượng mòn theo thể tích, được xác định trên mỗi đơn vị

trượt, F là tải pháp tuyến, H là độ cứng của vật liệu và k là hệ số mài mòn

được chọn phụ thuộc vào mỗi cơ chế mòn khác nhau

Trong điều kiện bôi trơn đầy đủ và nhiệt độ ổn định [56], hệ số k được

Giả thiết các răng của bánh răng quay với tốc độ trung bình, nhiệt độ tiếp xúc thấp (không ảnh hưởng độ cứng của răng), chế độ bôi trơn tốt Trong mô hình, vùng tiếp xúc được chia thành một số điểm, mỗi điểm tương ứng với một diện tích

cụ thể Diện tích thực của vùng tiếp xúc A cp, được xác định theo công thức:

r

P P cp

K

A p

Trong đó:

p p - Áp suất trung bình tại một điểm;

A p - Số lượng nhám trong tiếp xúc;

Kr- Hằng số tương ứng với diện tích tiếp xúc thực (tương ứng với độ cứng) Giả sử rằng thể tích mài mòn của một chỗ nhám tỷ lệ thuận với diện tích của nó và khoảng cách trượt, trong đó khoảng cách trượt phụ thuộc vào thời gian trong diện tích tiếp xúc, vận tốc và xác suất tiếp xúc với chỗ nhám khác Thể tích

mài mòn đơn vị V itại điểm tiếp xúc là:

S C A C

V i = wm ci top (2.12) Trong đó:

C wm - Hệ số phụ thuộc vào cơ chế mài mòn;

Ctop - Xác suất tiếp xúc;

S- Chiều dài quãng đường ma sát;

A ci - Diện tích tiếp xúc thực của chỗ nhám i

Tổng lượng mòn V AP đối với vùng A p sẽ là tổng của tất cả các V i và A p theo phương trình:

S C C K

A p

r

P P

Vi phân của S tại mỗi điểm tiếp xúc (S  dS ), ta có:

top wm r

P P Ap

C C K

A p dS

dV

Giả thiết C top = 1, K r = H, C wm = const, khi đó lượng mòn theo thể tích trên bánh răng, được Archard xác định bằng công thức:

H

F k S

V

Phương trình (2.15) là phương trình của mô hình Archard tính thể tích mài

mòn V trên chiều dài trượt S phụ thuộc tải và độ cứng bề mặt ma sát Các thông số liên quan trong tính toán gồm: F- tải trung bình, S- chiều dài trượt trên bề mặt tiếp xúc, H- độ cứng của vật liệu bề mặt tiếp xúc và k- hệ số mòn

2.2 2.2 Lượng mòn xác định theo chiều cao

Tại một diện tích nhỏ (một điểm) trên một trong các bề mặt tiếp xúc, phương trình mài mòn Archard được thể hiện bằng công thức:

p k S

p- Áp lực tại điểm tiếp xúc;

S- Chiều dài trượt

Mô hình mài mòn trong phương trình (2.16) là một mô hình tuyến tính phù hợp cho mô hình hóa các lớp mòn do mài mòn nhẹ giữa hai bề mặt răng ăn

khớp Vì dS = v.dt, ta có phương trình:

v p k dt

dh

Trên mỗi một điểm ăn khớp, ta có:

dt V p k

dh P = P P (2.18) Lượng mòn tại mỗi điểm phụ thuộc vào tốc độ trượt và áp lực tiếp xúc, được xác định bởi phương pháp Euler Giả thiết điều kiện tiếp xúc không đổi, ta có:

( ) P i P i

M

i n

p n

1 1

n- Bước lặp hiện tại;

Δt- Bước thời gian;

N- Số vòng quay bánh răng

2.2 2.3 Lượng mòn xác định theo khối lượng

Quan hệ giữa khối lượng mòn và thể tích mòn được xác định bởi:

G = V.ρvl (2.20)

Trong đó:

G - Lượng mòn theo khối lượng trên bề mặt ma sát, (kg hoặc mg);

V - Thể tích mài mòn trên bề mặt ma sát, (m3 hoặc mm3

);

ρvl - Khối lượng riêng của vật liệu ma sát, (kg/m3 hoặc mg/mm3

) Kết hợp công thức (2.15) với công thức (2.20), ta có thể xác định được khối lượng của vật liệu mòn trên bề mặt ma sát, bằng công thức:

H

F S k

.

= (2.21) Tóm lại, để xác định lượng mòn trong cả ba trường hợp đều phải xác định

quãng đường ma sát S và lực pháp tuyến trên bề mặt ma sát F và hệ số mài mòn vật liệu k Ngoài ra, trường hợp lượng mòn xác định theo độ cao mòn còn phải xác định diện tích tiếp xúc A txvà độ cao mòn h trên bề mặt ma sát Trường hợp lượng mòn xác định theo thể tích mòn vật liệu trên bề mặt ma sát phải xác định được thể

tích mòn V thông qua diện tích tiếp xúc ma sát và độ cao mòn Trường hợp lượng mòn xác định theo khối lượng phải xác định được khối lượng mòn vật liệu G và

khối lượng riêng của vật liệu ma sát Trong thực tế, việc xác định độ cao mòn hay thể tích mòn vật liệu trên bề mặt các chi tiết ma sát bên trong hộp số là vấn đề tương đối khó khăn, ta chỉ có thể xác định thông qua việc tháo rời các chi tiết để

đo đạc, kiểm tra Trong quá trình nghiên cứu mài mòn bánh răng hộp số ô tô, việc tháo rời các chi tiết để xác định kích thước chiều cao mòn hay thể tích mòn của bề

mặt ma sát sẽ làm thay đổi trạng thái kỹ thuật của hộp số, giảm độ chính xác của các mối ghép và tốn nhiều thời gian Để xác định lượng mòn của các chi tiết ma sát trong hộp số ô tô theo khối lượng, ta có thể xác định thông qua khối lượng hạt mài mòn xuất hiện trong dầu bôi trơn hộp số đã qua sử dụng, bằng phương pháp không mở này sẽ không làm ảnh hưởng đến trạng thái kỹ thuật của các mối ghép trong hộp số Vì vậy, trong nghiên cứu tác giả đã xác định lượng mòn của các chi tiết trong hộp số và hệ số mòn vật liệu k theo khối lượng

2.3 Mài m òn răng của bánh răng trong hộp số ô tô

2.3 1 Các cặp ma sát trong hộp số

Các cặp ma sát trong hộp số ô tô được nghiên cứu, gồm có:

- Cặp ma sát giữa các bánh răng ăn khớp

- Cặp ma sát giữa các chi tiết của ổ bi

- Cặp ma sát giữa ống gài số, đồng tốc

- Cặp ma sát giữa các chi tiết của cơ cấu càng gài số…

Hình 2.1 Sơ đồ các cặp ăn khớp trong hộp số nghiên cứu

Sơ đồ cặp bánh răng ăn khớp, cơ cấu đồng tốc, ống gài số và ổ bi trong hộp

số nghiên cứu, được thể hiện trên hình 2.1

Khi nghiên cứu hộp số cho thấy: cặp ma sát giữa các chi tiết của ổ bi là dạng ma sát lăn có hệ số ma sát nhỏ hơn nhiều lần so với hệ số ma sát trượt, do đó lượng mòn do chúng tạo ra khi hộp số hoạt động là rất nhỏ, nên ta có thể bỏ qua không tính toán khi thử nghiệm hộp số trên bệ thử Như vậy, lượng mòn trong hộp

số ô tô khi thử nghiệm trên bệ thử chủ yếu là của các cặp bánh răng ăn khớp khi làm việc gây nên Để tính lượng mòn trong hộp số, trước tiên xét đến số cặp ma sát đối với các bánh răng ăn khớp trong hộp số

Bảng 2.1 Các cặp bánh răng ăn khớp trong hộp số

Bánh răng ăn khớp Cặp ma sát